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(8分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可...

(8分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道上运行。设每个星体的质量均为m。万有引力常量为G。

(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期;

(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?

 

(1)(2) 【解析】(8分)(1)【解析】 第一种形式下,由万有引力和牛顿第二定律得  (2分) 解得   (2分)  周期    (2分) 得 (1分) (2)第二种形式下,由万有引力和牛顿第二定律得  (2分) 角速度:   解得    (2分)
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(12分)某实验小组利用如图12所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

图12

(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x=24 cm,由图13中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________ cm.该实验小组在做实验时,将滑块从图12所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=________.(以上表达式均用字母表示)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 (2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如下表所示的实验数据.请利用表格数据,在图14坐标系中描点作出相应图象.你得出的结论是___________________________________.

 

m(g)

a(m/s2)

250

2.02

300

1.65

350

1.33

400

1.25

500

1.00

800

0.63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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(8分)英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律.这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的1/1000,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测量有困难,就选用同种材料制成样品进行测试,通过测试取得的数据如下:

长度L/m

 
6ec8aac122bd4f6e

S/cm2

 
6ec8aac122bd4f6e

 

 

量x/cm

 

 

拉力

F/N

 

250

500

750

1000

1

0.05

0.04

0.08

0.12

0.16

2

0.05

0.08

0.16

0.24

0.32

3

0.05

0.12

0.24

0.36

0.48

1

0.10

0.02

0.04

0.06

0.08

1

0.20

0.01

0.02

0.03

0.04

(1)根据测试结果,推导出线材伸长量x与材料的长度L、材料的横截面积S与拉力F的函数关系为________.

(2)在寻找上述关系中,你运用哪种科学研究方法?________.

(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约________.

 

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如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P处时速度恰好沿着斜面方向,紧贴斜面PQ无摩擦滑下;下列函数图为物体沿x方向和y方向运动的位移—时间图象及速度—时间图象,其中可能正确的是(  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,用皮带输送机将质量为M的物块向上传送,两者间保持相对静止,则下列关于物块所受摩擦力Ff的说法正确的是(  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.皮带传送的速度越大,Ff越大

B.皮带加速运动的加速度越大,Ff越大 

C.皮带速度恒定,物块质量越大,Ff越大

D.Ff的方向一定与皮带速度方向相同

 

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如图所示,皮带输送机以10 m/s的速度匀速驶向路口,当行驶至距路口停车线20 m处时,绿灯还有3 s熄灭.而该汽车在绿灯熄灭时刚好停在停车线处,则汽车运动的速度(v)-时间(t)图象可能是(  )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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